專利名稱：用等離子體技術(shù)設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)葉片以減小葉片面積的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，特別涉及使用等離子體技術(shù)進(jìn)行風(fēng)機(jī)葉片設(shè)計(jì)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近來(lái)，隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展、風(fēng)力發(fā)電機(jī)應(yīng)用越來(lái)越廣，風(fēng)機(jī)葉片的生產(chǎn)也蓬勃發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)風(fēng)機(jī)葉片行業(yè)已可以生產(chǎn)從功率150KW到1.5麗的各型號(hào)的產(chǎn)品，供給產(chǎn)能至少在1000套以上，按照每套3片的配套計(jì)算，總產(chǎn)能在3000片以上。
然而隨著風(fēng)電技術(shù)廣泛應(yīng)用，風(fēng)機(jī)體積尤其是葉片體積問(wèn)題也越發(fā)得到重視。目前風(fēng)機(jī)葉片一般采用玻璃鋼，長(zhǎng)度一般在數(shù)米，大功率風(fēng)機(jī)葉片甚至達(dá)到20米。過(guò)大的體積使風(fēng)機(jī)成本極高，而且使安裝和穩(wěn)定性控制都存在比較大的困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新型設(shè)計(jì)方案，使用等離子體改變風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)模型，用等離子體加速葉片表面空氣流動(dòng)速度，使其在微風(fēng)中也能啟動(dòng)，并且同時(shí)建立了合理的能量流動(dòng)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)，既提高了風(fēng)能的利用率也大大的減少了葉片的體積和成本。 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的解決方案是 本發(fā)明設(shè)計(jì)包括高壓電場(chǎng)、電極模塊、導(dǎo)電環(huán)、風(fēng)機(jī)葉片、轉(zhuǎn)軸的系統(tǒng)構(gòu)成。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步描述。
圖l是風(fēng)機(jī)模型結(jié)構(gòu)圖
圖2是葉片表面結(jié)構(gòu)圖 在

圖1中，風(fēng)機(jī)主要包括測(cè)速儀1、電極2、發(fā)電機(jī)3、高壓源4、反饋系統(tǒng)5、蓄電池6、導(dǎo)電環(huán)7、風(fēng)機(jī)基座8、風(fēng)機(jī)尾翼9構(gòu)成。 高壓源4與反饋系統(tǒng)5安裝在風(fēng)機(jī)桿柱內(nèi)，防風(fēng)雨而且安全。測(cè)速儀l安裝在風(fēng)機(jī)正面最前方，電極2覆蓋在葉片兩側(cè)，導(dǎo)電環(huán)7安裝在尾桿上，隨風(fēng)機(jī)角度調(diào)整而調(diào)整位置。 有風(fēng)時(shí)，測(cè)速儀1測(cè)量正向風(fēng)速，尾翼9根據(jù)風(fēng)向調(diào)整使風(fēng)機(jī)始終垂直于風(fēng)向。在風(fēng)機(jī)調(diào)整角度的過(guò)程中，導(dǎo)電環(huán)7隨之調(diào)整在尾桿上的位置，以保證傳輸高壓的導(dǎo)線不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大張力。高壓源4安裝在風(fēng)車(chē)桿柱內(nèi)，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到設(shè)定值時(shí)(例如說(shuō)lm/s)，高壓源4開(kāi)始啟動(dòng)，通過(guò)電極2放電產(chǎn)生等離子體。 本系統(tǒng)中等離子體產(chǎn)生裝置由放電電極板與高壓電源組成。 電極基板是風(fēng)機(jī)葉片( 一般為玻璃鋼)，厚H = 10 20mm電極分別布置在葉片兩側(cè)板。上方所附電極為多條相連的條狀電極。厚h = 5mm寬d = 30m長(zhǎng)50mm各相距D =20 30mm并連接成為一個(gè)正電極①。板下方負(fù)電極②是一層厚h = 5mm的銅板(見(jiàn)圖2)
高壓源4由蓄電池6供電。風(fēng)機(jī)發(fā)電后一部分存儲(chǔ)到蓄電池6以保證高壓源4在下一次啟動(dòng)時(shí)的能量，其余的通過(guò)逆變器并入電網(wǎng)。高壓源4安裝在風(fēng)機(jī)桿柱內(nèi)盡量靠近頂部的地方，以保證傳輸線盡可能短。 高壓源4開(kāi)始工作后，產(chǎn)生4 5KV的高壓，葉片正面相鄰電極之間形成一定量的
等離子流③。這些等離子體含有極高的能量， 其中單位體積存儲(chǔ)的電能為W。 = 1/2 e E2/2，
單位體積存儲(chǔ)的磁能為Wm = 1/2 ii H2/2， 并且由于粒子的振動(dòng)，單位體積內(nèi)還存儲(chǔ)著有序動(dòng)能Wk = 1/2^111入2+1/2^11^2。
風(fēng)機(jī)葉片呈螺旋狀，并向葉片的根部移動(dòng)，風(fēng)從很陡的角度進(jìn)入葉片，可認(rèn)為沿葉片表面方向流動(dòng)。等離子體能量、速度都高于空氣，由于粒子的相互碰撞和能量轉(zhuǎn)移，等離子體會(huì)帶動(dòng)葉片表面的氣流，把能量傳遞給空氣成為空氣的動(dòng)能，這些等離子體大部分能量傳遞給空氣，從而加速表面空氣。這些能量能使空氣得到較大的提速。Tennessee大學(xué)的J. Reece Roth教授實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)、通過(guò)等離子體帶動(dòng)，能將電極表面氣流速度提至6 7m/s。而目前的風(fēng)車(chē)技術(shù)，大約是3m/s的微風(fēng)速度，便可以開(kāi)始發(fā)電。 反饋系統(tǒng)5安裝在風(fēng)車(chē)桿內(nèi)，在高壓源4下方，并與之相距一定距離以保證不受電場(chǎng)干擾。其中在葉片中部、尾部都裝有探測(cè)器，待葉片各部分轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后，反饋系統(tǒng)5通過(guò)與高壓源4相連的開(kāi)關(guān)使高壓源4停止工作。這樣可以有效的節(jié)約風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的能量。
通過(guò)本系統(tǒng)，我們能在較低風(fēng)速下實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)。從而可以避免設(shè)計(jì)過(guò)大的風(fēng)機(jī)受風(fēng)面積，也就可以避免風(fēng)機(jī)面積過(guò)大，節(jié)省了風(fēng)機(jī)的成本，并為風(fēng)機(jī)的安裝、維修提供了較大的便利性。
權(quán)利要求
一種使用等離子體技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)葉片。其特征在于由等離子發(fā)生裝置、導(dǎo)電環(huán)、測(cè)速儀、反饋系統(tǒng)、蓄電池構(gòu)成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)機(jī)葉片，其特征在于等離子發(fā)生裝置安裝在風(fēng)機(jī)桿柱內(nèi) 靠近頂部位置，電極覆蓋于風(fēng)機(jī)葉片正反側(cè)。正側(cè)為多條相連的條形電極，反側(cè)為一層銅 板。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的風(fēng)機(jī)葉片，其特征在于導(dǎo)電環(huán)安裝在尾桿上，隨風(fēng)機(jī)角度調(diào)整位置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)機(jī)葉片，其特征在于測(cè)速儀測(cè)定風(fēng)速大于某設(shè)定值時(shí)自 動(dòng)啟動(dòng)高壓源。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)機(jī)葉片，其特征在于反饋系統(tǒng)在測(cè)得風(fēng)機(jī)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài) 后使高壓源停止工作，節(jié)約能源。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的風(fēng)機(jī)葉片，其特征在于蓄電池與高壓源保持隔離，并專門(mén)用 于存儲(chǔ)高壓源工作所需能量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用等離子體加速葉片表面空氣原理設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)，包括等離子發(fā)生裝置、導(dǎo)電環(huán)、測(cè)速儀、反饋系統(tǒng)、蓄電池等。其特征在于在風(fēng)機(jī)葉片表面產(chǎn)生等離子體并用以加速空氣，使風(fēng)機(jī)能在較低風(fēng)速下啟動(dòng)。從而減小風(fēng)機(jī)葉片面積設(shè)計(jì)，減少了成本也使安裝、維護(hù)更加方便。
文檔編號(hào)F03D1/00GK101769228SQ200910095230
公開(kāi)日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2009年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月5日
發(fā)明者孫耀杰, 胡萬(wàn)良, 阮榮飛 申請(qǐng)人:鴻寶電氣股份有限公司